DE60104458T2 - Mehrauflösungabtaster mit verbesserten Lampenhelligkeitüberwachungsfähigkeiten - Google Patents

Mehrauflösungabtaster mit verbesserten Lampenhelligkeitüberwachungsfähigkeiten Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Scanner und im einzelnen auf Scanner mit mehreren Auflösungen.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Optische Scanner sind in einer Vielzahl von Vorrichtungen zu finden, einschließlich, aber nicht ausschließlich, alleinstehender Scanvorrichtungen, Faxgeräte, Kopierer und Geräte, die Scanner, Kopierer, Drucker und Faxgerät kombinieren. Die optischen Scanner erfassen und digitalisieren Bilder, z. B. einer Drucksache wie z. B. Text und Photographien auf Blättern von Papier oder anderen Substraten. Die digitalisierten Bilder können gedruckt, an eine entfernte Position übermittelt oder zum späteren Drucken bzw. zur späteren Übermittlung, Verarbeitung oder Manipulation elektronisch gespeichert werden.
  • Herkömmliche optische Scanner umfassen einen CCD-Sensor (CCD = charge coupled device, ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder ein anderes lineares Array von photoelektrischen Erfassungselementen, eine Lichtquelle, einen analogen Verstärker, einen Analog/Digital-Wandler, eine Steuerung und einen Direktzugriffsspeicher. CCD-Sensoren umfassen üblicherweise eine große Anzahl von photoelektrischen Erfassungselementen, von denen jedes Licht erfasst, das ein einzelnes Pixel des Bildes darstellt. Die Erfassungselemente, die in einem linearen Array angeordnet sind, erfassen eine Pixellinie. Als solches kann ein Objekt Linie für Linie gescannt bzw. abgetastet werden, indem das Array relativ zu dem Objekt bewegt wird (z. B. bei einem Flach bettscanner) oder indem das Objekt relativ zu dem Array bewegt wird (z. B. bei einem Blattzufuhrscanner). Die Lichtquelle ist üblicherweise eine Lampe, z. B. eine Kaltkathodenlampe oder eine Xenonlampe. Licht von der Quelle, das entweder von einem Objekt reflektiert oder durch das Objekt transmittiert wird, wird mit einer Spiegel- und Linsenanordnung auf den CCD-Sensor fokussiert. Jedes photoelektrische Erfassungselement wandelt das Licht, das es empfängt, in eine elektrische Ladung um, deren Größe von der Intensität des Lichts und der Belichtungszeit abhängt. Die Ladungen werden über den analogen Verstärker in analoge Spannungen umgewandelt, und die analogen Spannungen werden anschließend durch den Analog/Digital-Wandler digitalisiert.
  • Manche optische Scanner sind in der Lage, in zwei oder mehr Auflösungsmodi zu arbeiten. Der Auflösungspegel wird variiert, indem die Größe des Objekts, das auf die Erfassungselemente projiziert wird, variiert wird, ohne die Anzahl von Erfassungselementen, die gerade verwendet werden, zu variieren. Je kleiner das Objekt, desto höher die Auflösung. Der Auflösungspegel wird durch die Verwendung von austauschbaren Linsen verändert. Beispielsweise kann eine Linse bewirken, dass ein Objekt von 8 ½ Zoll (21,59 cm) auf das Erfassungselement projiziert wird, während eine andere die Größe des Objekts auf 4 Zoll (10,16 cm) verringern kann, indem sie den mittleren Abschnitt des einen Text oder ein Bild aufweisenden Substrats auf dasselbe Erfassungselement fokussiert.
  • Ein Problem, das in Verbindung mit herkömmlichen optischen Scannern auftritt, ist die Verringerung der Bildqualität, die durch Schwankungen der Intensität des durch die Lampe emittierten Lichts verursacht wird. Derartige Schwankungen treten auf, während sich die Lampe auf ihre Betriebstemperatur aufwärmt, bei der die Lichtintensität stabil ist. Beispielsweise können Kaltkathodenlampen bis zu 60 Sekunden oder länger brauchen, um sich aufzuwärmen. Die Lichtinten sität bei der Betriebstemperatur schwankt, mit der Alterung der Lampe, ebenfalls über die Zeit hinweg. Dieses Problem ist vor allem bei Farbscannern akut, bei denen sich die Intensität von Rot, Grün und Blau in Bezug aufeinander ändern, wenn sich die Lichtintensität ändert, was zu Farbtonfehlern führt. Trotz der Tatsache, dass optische Scanner in der Regel „Weiß-Referenz"- und „Schwarz-Referenz"-Kalibrierungen beim Starten durchführten, waren Schwankungen der Lichtintensität während Scanvorgängen somit problematisch.
  • Eine herkömmliche Lösung dieses Problems bestand darin, den Scanvorgang einfach um einen vorbestimmten Zeitraum, der ausreichend ist, um der Lampe zu ermöglichen, ihre Betriebstemperatur zu erreichen, zu verschieben, was unzweckmäßig ist. Die Verzögerungen können durch die Verwendung von Xenonlampen beseitigt werden, da sie ihre Betriebstemperatur rasch erreichen. Jedoch sind Xenonlampen teuer. Überdies geht ein Verzögern des Scanvorgangs und/oder eine Verwendung von Xenonlampen nicht auf das Problem von Schwankungen der Lichtintensität über die Lebensdauer der Lampe ein.
  • In jüngerer Zeit wurden optische Scanner eingeführt, die die Intensität der Lampe während jedes Scanvorgangs überwachen und jegliche Schwankungen der Lampenintensität automatisch kompensieren. Hier fokussiert die Licht- und Linsenanordnung Licht, das von einer bekannten Referenz (oder einem „Lampenüberwachungselement"), z. B. einem weißen Bereich, der an einem der Seitenränder des Objekts positioniert ist, reflektiert wird, während des gesamten Dokumentenscanvorgangs auf eine vorbestimmte Anzahl von Erfassungselementen der CCD. Auf der Grundlage der eventuell vorhandenen Differenz zwischen den durch die Erfassungselemente erzeugten tatsächlichen Spannungen und der erwarteten Spannung wird für jede Pixelzeile ein Lichtintensitätskompensationssignal erzeugt. Das Kompensationssignal wird durch die Steuerung verwendet, um die Signale wo nötig anzupassen. Ein Beispiel eines Scanners, der eine derartige Referenzanordnung beinhaltet, ist in der gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentschrift Nr. 5,278,674 offenbart.
  • Obwohl herkömmliche Scanner mit Lampenintensitätsüberwachungsfähigkeiten nützlich sind, stellte der Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, dass diese Fähigkeiten bei Mehrauflösungsscannern noch nicht vollständig implementiert wurden. Der Erfinder stellte ferner fest, dass die bisherige Unfähigkeit, eine Lampenintensitätsüberwachung und ein Mehrauflösungsscannen zu kombinieren, auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das herkömmliche Lampenüberwachungselement, das sich während eines Normalauflösungsscanvorgangs an dem Seitenrand des Objekts befindet, nicht in einem Scanvorgang einer höheren Auflösung enthalten ist. Überdies wird ein Scanvorgang einer normalen Auflösung allein schon dadurch gestört, dass das Lampenüberwachungselement nach innen zu einer Position bewegt wird, wo es sich bei einem Scanvorgang einer höheren Auflösung an dem Seitenrand des Objekts befindet (oder dadurch, dass an dieser Position ein zweites Lampenüberwachungselement hinzugefügt wird). Somit konnten herkömmliche Mehrauflösungsscanner eine Lampenintensität lediglich in dem Normalauflösungsmodus überwachen, und es war erforderlich, dass Benutzer warteten, bis die Lampe ihre Betriebstemperatur erreichte, bevor ein Scannen in dem Modus bzw. den Modi mit höherer Auflösung durchgeführt wurde.
  • In der U.S.-Patentschrift Nr. 4,580,172 ist ein Dokumentenhandhabungsgerät offenbart, das einen Scanwagen beinhaltet, der einen Scanner darstellt. Der Scanwagen umfasst eine Linsenanordnung mit einer Linse und einer photoelektrischen Aufgreifanordnung, z. B. einem CCD-Array (CCD = charge coupled device, ladungsgekoppelte Vorrichtung). Ein Paar von Dokumentenbeleuchtungslampen beleuchtet ein Dokument, das auf dem Scansystem angeordnet ist. Eine Linie von Bildpixeln des Dokuments wird durch die Linse auf dem/das CCD-Array abgebildet. Das System ist in der Lage, bei zwei verschiedenen Sichtfeldern zu arbeiten, nämlich einem breiten Sichtfeld und einem schmalen Sichtfeld.
  • Die U.S.-Patentschrift Nr. 6,028,681 offenbart einen Dokumentenscanner, der ein Lichtverarbeitungssystem aufweist, das ein CCD-Matrixarray, eine Scannerlampe zum Beleuchten eines zu scannenden Dokuments sowie einen Lichtüberwachungsfenstervorsprung umfasst. Licht, das von dem Dokument reflektiert wird, wandert auf einem Dokumentenbildpfad und wird durch einen Bildempfangsbereich des CCD-Arrays empfangen. Licht, das von dem Vorsprung reflektiert wird, wandert auf einem Lichtrückkopplungspfad und wird durch einen Lichtüberwachungsbereich des CCD-Arrays empfangen. Somit wird ein positiver, zuverlässiger Rückkopplungspfad zum Anpassen von Digitalbildverstärkungssteuerungen bereitgestellt.
  • Demgemäss besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Scanner bereitzustellen, der zu praktischen Zwecken die zuvor erwähnten Probleme auf dem Fachgebiet vermeidet. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Mehrauflösungsscanner bereitzustellen, der eine Lampenintensität in mehreren Auflösungsmodi überwachen kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Mehrauflösungsscanner mit mehreren Lampenüberwachungselementen bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Scanner bereitzustellen, der in einem Hochauflösungsmodus scannen kann, während sich die Lampe aufwärmt.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Scanner gemäß Anspruch 1 erzielt.
  • Um manche dieser und anderer Ziele zu bewerkstelligen, umfasst ein Scanner gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein erstes und ein zweites Lampenüberwachungselement und ein Lichtumlenksystem, das in einem ersten Modus wirksam ist, um Licht, das von einem gescann ten Objekt und dem ersten Lampenüberwachungselement reflektiert wird, auf einen Sensor zu fokussieren, und das in einem zweiten Modus wirksam ist, um Licht, das von dem Objekt und dem zweiten Lampenüberwachungselement reflektiert wird, auf den Sensor zu fokussieren. Die Lampenüberwachungselemente sind derart angeordnet, dass das erste Lampenüberwachungselement Scanvorgänge in dem zweiten Modus, der ein Hochauflösungsscanmodus sein kann, nicht stört, und dass das zweite Lampenüberwachungselement Scanvorgänge in dem ersten Modus, der ein Normalauflösungsscanmodus sein kann, nicht stört.
  • Ein derartiger Scanner liefert eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen Scannern. Beispielsweise ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass Mehrauflösungsscanner mit Lampenintensitätsüberwachungs- und -kompensationsfähigkeiten ausgestattet werden, die bisher nicht zur Verfügung standen. Da für jeden der Scanmodi Lampenüberwachungselemente derart bereitgestellt werden, dass sie Scanvorgänge in den anderen Modi nicht stören, ermöglicht die vorliegende Erfindung die Verwendung von Lampenüberwachungselementen bei Scanmodi sowohl einer normalen als auch einer hohen Auflösung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung eines Hochauflösungsscanmodus während des Aufwärmens.
  • Die oben beschriebenen und viele andere Merkmale und damit verbundene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher, wenn die Erfindung durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen betrachtet wird, besser verständlich wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nun eine ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung.
  • 1 ist eine schematische Ansicht eines Scanners und eines Computersystems gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Draufsicht des Gehäusefensters des in 1 veranschaulichten Scanners.
  • 3 ist eine schematische Draufsicht von Lichtpfaden für Normal- und Hochauflösungsscanmodi, die das reflektierte Licht zeigt, während es sich an die Linsenanordnungen annähert und durch dieselben hindurch gelangt, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine schematische Seitensicht von Lichtpfaden für Normal- und Hochauflösungsscanmodi, die das reflektierte Licht zeigt, während es sich an die Linsenanordnungen annähert und durch dieselben hindurch gelangt, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Linsenanordnungsaustauschvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
  • Es folgt nun eine ausführliche Beschreibung des besten derzeit bekannten Modus zum Ausführen der Erfindung. Diese Beschreibung ist nicht als Einschränkung aufzufassen, sondern erfolgt lediglich zum Zweck der Veranschaulichung der allgemeinen Prinzipien der Erfindung. Ferner sei angemerkt, dass ausführliche Erläuterungen verschiedener interner Betriebskomponenten von Scannern, die für die vorliegende Erfindung nicht relevant sind, z. B. die Einzelheiten des Bildverarbeitungssystems, Blattzufuhrsystems und der Wechselwirkung mit einem Computer, der Einfachheit halber weggelassen wurden.
  • Wie beispielsweise in 1 veranschaulicht ist, kann ein Scanner 10 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem Computersystem 12 verwendet werden, das einen Computer 14, einen Monitor 16 und einen Drucker 18 umfasst. Der Scanner 10 ermöglicht, dass Bilder auf einem Dokument 20 (oder einem anderen Objekt) durch ein optisches Scansystem 22 gescannt, in ein elektrisches Signal umgewandelt, verarbeitet und digitalisiert werden. Anschließend können die Bilder zur Speicherung, zur Anzeige auf dem Monitor 16 oder zur Reproduktion mit dem Drucker 18 an den Computer 14 transferiert werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit dem exemplarischen Scanner 10 beschrieben ist, der eine alleinstehende Scanvorrichtung ist, die in Kombination mit dem Computersystem 12 verwendet wird, kann die vorliegende Erfindung in jeglicher Vorrichtung verkörpert sein, die ein optisches Scansystem umfasst. Derartige Vorrichtungen umfassen Faxgeräte, Kopierer, Kombinationsgeräte aus Scanner, Kopierer und Drucker und Kombinationsgeräte aus Scanner, Kopierer, Drucker und Faxgerät, sind aber nicht auf diese beschränkt. Obwohl der exemplarische Scanner 10 ein Blattzufuhrscanner ist, bei dem das Dokument durch eine Dokumentenzufuhrvorrichtung 23 relativ zu dem optischen Scansystem bewegt wird, kann die vorliegende Erfindung auch in einer Vorrichtung verkörpert sein, bei der zumindest ein Teil des optischen Scansystems relativ zu dem Dokument bewegt wird, z. B. einem Flachbettscanner.
  • Das exemplarische optische Scansystem 22 kann eine Lichtquelle 24, ein Paar von austauschbaren Linsenanordnungen 26 und 28 sowie ein Sensorarray 30 umfassen. Geeignete Lichtquellen umfassen Kaltkathodenlampen, Heißkathodenlampen, LEDs und Xenonlampen. Geeignete Sensorarrays umfassen CCDs, die in einem linearen Array von gesonderten Erfassungselementen konfiguriert sind, die eine Größe zwischen 4 Mikrometern und 8 Mikrometern aufweisen. Jede Linsenanordnung kann aus einer oder mehreren Linsen bestehen. Die Linsenanordnungen 26 und 28 sind bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel Mehrfachlinsen-Linsenanordnungen, die von Largan Optical, einem Unternehmensbereich von Largan, Inc., und Asia Optical Co., Inc., die beide in Taiwan sitzen, im Handel erhältlich sind. Die Linsenanordnung 26 fokussiert vorzugsweise ein Lichtüberwachungselement und eine Abtastlinie von 8 ½ Zoll auf das Sensorarray 30, wohingegen die Linsenanordnung 28 vorzugsweise ein Lichtüberwachungselement und eine Abtastlinie von 4 Zoll auf denselben Abschnitt des Sensorarrays fokussiert, um einen Scanvorgang einer höheren Auflösung zu liefern. Elektrische Signale von dem Sensorarray 30 werden durch eine Steuerung 32 verarbeitet und digitalisiert. Die Steuerung 32 steuert ferner den Betrieb der Lichtquellenleistungsversorgung 34. Die Leistungsversorgung 34 steuert wiederum den Intensitätspegel der Lichtquelle 24, indem sie die Menge an elektrischer Energie, die der Lichtquelle bereitgestellt wird, variiert.
  • Das in 1 veranschaulichte bevorzugte Ausführungsbeispiel ist ferner mit einem Gehäuse 36 versehen, das das optische Scansystem 22 umschließt und ein aus Glas oder einem beliebigen anderen geeigneten Material gebildetes Fenster 38 umfasst. Das Fenster 38 kann auch einfach eine unbedeckte Öffnung in dem Gehäuse 36 sein. Das Dokument 20 wird durch die Lichtquelle 24 bestrahlt, während es das Fenster 38 passiert. Der Intensitätspegel des Lichtes sollte ausreichend sein, um zu ermöglichen, dass das Bild auf dem Dokument 20 während der Umwandlung des Bildes in elektrische Signale, die Angaben über das Bild machen, beleuchtet und differenziert wird. Licht, das von dem Dokument reflektiert wird, wird durch eine Serie von Spiegeln 40a–e zu einer der Linsenanordnungen 26 und 28 umgelenkt. Der Pfad des Lichtes für einen Normalauflösungsscanvorgang ist durch durchgezogene Linien 41 gezeigt, wohingegen der Lichtpfad für einen Hochauflösungsscanvorgang durch gestrichelte Linien 43 gezeigt ist (der Übersichtlichkeit halber sind lediglich einige der gestrichelten Linien 43 in 1 gezeigt). Die Linsenanordnung fokussiert das Licht wiederum auf das Sensorarray 30.
  • Licht wird Pixelzeile (oder „Abtastlinie") um Pixelzeile reflektiert und auf das Sensorarray 30 fokussiert. Wie beispielsweise in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist ein erstes Lichtüberwachungselement 42 an dem Seitenrand einer Normalauflösungsabtastlinie 44 positioniert. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein zweites Lichtüberwachungselement 46 an dem Seitenrand einer Hochauflösungsabtastlinie bzw. -scanlinie 48 positioniert. Die Normalauflösung beträgt bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel 600 dpi, kann jedoch zwischen 150 dpi und 1.200 dpi betragen, und die Hochauflösung beträgt vorzugsweise 1.200 dpi, kann jedoch zwischen 300 dpi und 4.800 dpi betragen oder auch darüber liegen. Die Bedeutung des zweiten Lichtüberwachungselements 46 wird nachstehend ausführlich erläutert. Die Lichtüberwachungselemente 42 und 46 sind vorzugsweise dünne Kunststoffstücke, die auf, über oder unter dem Fenster 38 positioniert sind und eine Größe von etwa 4 mm × 3 mm aufweisen. Es können auch weiße Beschichtungen verwendet werden. Andere Lichtüberwachungselemente umfassen Spiegel, Linsen und Linsen- und Spiegelanordnungen, die Licht auf den betreffenden Abschnitt des Sensorarrays 30 lenken. Wenn kein Glas oder anderes Material verwendet wird und das Fenster 38 einfach eine nicht zugedeckte Öffnung in dem Gehäuse 36 ist, sind die Lichtüberwachungselemente 42 und 46 derart an dem Gehäuse angebracht, dass sie in das Fenster (und den Lichtpfad) vorstehen.
  • Die Lichtüberwachungselemente 42 und 46 erfüllen jeweils dieselbe Funktion, d. h. liefern eine Referenz, die durch die Steuerung 32 verwendet wird, um zu gewährleisten, dass Bilder trotz Schwankungen der Lichtquellenintensität während der Aufwärmperiode und Schwankungen der Lichtquellenintensität, die auf ein Altern der Lichtquelle 24 zurückzuführen sind, präzise und einheitlich reproduziert werden. Insbesondere wird das Licht, das durch das Lichtüberwachungselement reflektiert wird, auf eine relativ kleine Anzahl von Erfassungselementen 50 fokussiert, die an einem der Längsränder des Sensorarrays 30 positioniert sind. [Siehe 3.] Eine typische Anzahl liegt bei etwa 5 oder 6 Erfassungselementen. Auf der Grundlage der eventuell vorhandenen Differenz zwischen den durch die Erfassungselemente 50 erzeugten tatsächlichen Spannungen und der durch die Erfassungselemente erzeugten erwarteten Spannung wird für jede Pixelzeile ein Lichtintensitätsvergleichssignal erzeugt.
  • Das Kompensationssignal wird verwendet, um den Gewinn des Signals von dem Sensorarray 30 zu variieren. Analoge Signale von dem Sensorarray 30 werden durch einen Verstärker verstärkt und durch einen A/D-Wandler von analog zu digital umgewandelt. Die Signale werden durch die Steuerung 32 analysiert, und falls notwendig wird ein Kompensationssignal erzeugt. Das Kompensationssignal wird durch einen D/A-Wandler in ein analoges Signal umgewandelt und wird dann dem Verstärker zugeführt, um den Gewinn einzustellen.
  • Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und wie in den 2 und 3 veranschaulicht ist, ist eine Hochauflösungsabtastlinie 48 um beispielsweise etwa 2 mm bis 4 mm in der Scanrichtung von der Normalauflösungsabtastlinie 44 versetzt. Die „Scanrichtung" ist selbstverständlich die Richtung, in die sich das Doku ment 20 bei dem exemplarischen Blattzufuhrausführungsbeispiel bewegt, oder die Richtung, in die sich ein Abschnitt des Scansystems bei einem Flachbettscanner bewegt. Eine derartige Positionierung führt dazu, dass das Hochauflösungslichtüberwachungselement 46 um etwa 2 mm bis 4 mm von der Normalauflösungsabtastlinie 44 versetzt ist, und verhindert somit, dass das Hochauflösungslichtüberwachungselement einen Normalauflösungsscanvorgang stört.
  • Die Scanposition kann wie folgt von der Normalauflösungsabtastlinie 44 an die Hochauflösungsabtastlinie 48 angepasst werden. Reflektiertes Licht wird in der Lichtquellenintensität, die durch die nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Austauschvorrichtung 52 in die Betriebsposition (bzw. „Gebrauchs"-Position) bewegt wurde, auf die austauschbare Linsenanordnung (26 oder 28) gelenkt. Um Licht von verschiedenen Abschnitten des Fensters 38 auf das Sensorarray 30 zu fokussieren, d. h. Licht von den Abschnitten, die den Normal- und Hochauflösungsabtastlinien 40 und 44 entsprechen, können die Linsenanordnungen 26 und 28 entweder in unterschiedlicher Weise winkelmäßig ausgerichtet sein, wenn sie sich in der Betriebsposition befinden, können an verschiedenen vertikalen Positionen positioniert sein, wenn sie sich in der Betriebsposition befinden, können an verschiedenen Längspositionen (d. h. entlang der Achse, die durch das reflektierte Licht definiert wird, während es sich der Linse annähert) positioniert sein, wenn sie sich in der Betriebsposition befinden, oder jegliche Kombination derselben. Wie beispielsweise in den 3 und 4 veranschaulicht ist, sind die Betriebspositionen der Linsenanordnungen 26 und 28 bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sowohl vertikal als auch der Länge nach voneinander versetzt.
  • Alternativ können einer oder mehr der Spiegel 40a–e neu ausgerichtet werden, wenn der Scanner 10 zwischen dem Normal- und dem Hochauflösungsscanmodus umschaltet. Eine derartige Neuausrichtung würde bewirken, dass das reflek tierte Licht von der Hochauflösungsabtastlinie 44 entlang demselben winkelmäßigen Pfad von dem Spiegel 40e zu der Linsenanordnung 28 wandert, den das reflektierte Licht von der Normalauflösungsabtastlinie 40 von dem Spiegel 40e zu der Linsenanordnung 26 wandert, wodurch das Erfordernis einer unterschiedlichen vertikalen Ausrichtung eliminiert wird.
  • Eine exemplarische Linsenanordnungsaustauschvorrichtung, die allgemein durch das Bezugszeichen 52 dargestellt ist, ist in 5 veranschaulicht. Die exemplarische Linsenaustauschvorrichtung umfasst ein Basisbauglied 54, in dem ein Paar von Schlitzen 56 und 58 gebildet sind. Ein Shuttle 60 ist derart in den Schlitzen 56 und 58 positioniert, dass es relativ zu dem Basisbauglied 54 seitlich verschoben werden kann. Obwohl keine Einschränkung auf derartige Vorrichtungen vorliegt, sind eine Anordnung eines Elektromotors/einer elektrischen Schnecke oder ein manuell mit Leistung versorgter Schieber (beides nicht in den Figuren gezeigt) Beispiele von Vorrichtungen, die verwendet werden können, um das Shuttle 60 hin und her zu bewegen. Das Shuttle 60 trägt ein Paar von Linsengehäusen 62 und 64. Die Linsenanordnung 26, die dazu verwendet wird, während eines Normalauflösungsscanvorgangs Licht auf das Sensorarray 30 zu fokussieren, ist in dem Gehäuse 62 untergebracht, während die Linsenanordnung 28, die dazu verwendet wird, Licht während eines Hochauflösungsscanvorgangs auf das Sensorarray zu fokussieren, ist in dem Gehäuse 64 untergebracht. Das Shuttle 60 umfasst ferner eine Reihe von Schlitzen 66, in denen die Linsengehäuse 62 und 64 laufen. Die Schlitze 66 ermöglichen, dass die Positionen der Linsengehäuse 62 und 64 während der Herstellung feinabgestimmt werden. Eine Serie von Anbringlöchern 68 kann verwendet werden, um die Linsenaustauschvorrichtung in dem Scanner 10 zu befestigen.
  • Es können auch andere Vorrichtungen zum Bewegen der Linsenanordnungen 26 und 28 zwischen ihren jeweiligen Betriebsbereit- und Nicht-Betriebsbereit-Positionen verwendet werden.
  • Beispielsweise können die Linsenanordnungen 26 und 28 an einer drehbaren Vorrichtung angebracht werden, die sie in dieselben Positionen positioniert wie die Linsenanordnungsaustauschvorrichtung 52.
  • Auf seinem Weg zu der Linsenanordnung, die sich in der Betriebsbereit-Position befindet (Linsenanordnung 28 in 5), passiert Licht von den Spiegeln 40a–e eine Kugel- und Arretierungsvorrichtung 70. Die Kugel- und Arretierungsvorrichtung umfasst eine nach hinten gewandte federbelastete Kugel, die mit einer Arretierung in dem Shuttle 60 zusammenpasst, um das Shuttle auszurichten und es vor dem und während des Scannens in seiner Position zu festzuhalten. Das Licht wird anhand der Linse durch eine Öffnung 72 in einem Innengehäuse 74, das verhindert, dass Streulicht, d. h. ein anderes Licht als das, das durch die Linsenanordnung in der Betriebsposition fokussiert wird, auf das Sensorarray 30 auftrifft, umgelenkt. Das Licht gelangt durch das Innengehäuse 74, dessen Abdeckung in 5 entfernt ist, und anschließend durch eine Öffnung 76 zu dem Sensorarray 30, das in einem Rahmen 78 angebracht ist. Die Bildverarbeitung erfolgt anschließend auf die oben beschriebene Weise. Zusätzlich zu einem Abdecken des Innengehäuses umfasst die (nicht gezeigte) Abdeckung vorzugsweise einen markisenartigen Abschnitt, der sich über der Öffnung 72 über das Gehäuse hinaus erstreckt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des obigen bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, leuchten Fachleuten ohne weiteres zahlreiche Modifikationen und/oder Zusätze zu dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ein. Beispielsweise, jedoch nicht einschränkenderweise, kann statt eines Weißlichtüberwachungselements ein Schwarzlichtüberwachungselement verwendet werden. Ferner können zusätzliche Abtastlinien und Weiß- (oder Schwarz-) Lichtüberwachungselemente hinzugefügt werden, falls zusätzliche Auflösungspegel gewünscht werden sollten. Es ist beabsichtigt, dass sich der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung auf alle derartigen Modifikationen und/oder Zusätze erstreckt.

Claims (9)

  1. Ein Scanner zum Scannen eines Objekts, der folgende Merkmale aufweist: ein erstes und ein zweites Lichtreferenzelement (42 und 46); und ein Scansystem, das folgende Merkmale aufweist: ein Sensorarray (30), das einen Referenzbereich (50) umfasst, eine Lichtquelle (24), die angepasst ist, um Licht auf das Objekt (20) und auf das erste und das zweite Lichtreferenzelement (42 und 46) zu lenken, derart, dass Licht von dem Objekt (20) und dem ersten und dem zweiten Lichtreferenzelement (42 und 46) reflektiert wird, und ein Lichtumlenksystem (26, 28 und 40a-e), das in einem ersten Scanmodus wirksam ist, der eine erste Auflösung liefert, um Licht, das von dem Objekt (20) reflektiert wird, auf das Sensorarray (30) zu fokussieren, und Licht, das von dem ersten Lichtreferenzelement (42) reflektiert wird, auf den Referenzbereich (50) zu fokussieren, und das in einem zweiten Scanmodus wirksam ist, der eine zweite Auflösung, die sich von der ersten Auflösung unterscheidet, liefert, um Licht, das von dem Objekt (20) reflektiert wird, auf das Sensorarray (30) zu fokussieren, und um Licht, das von dem zweiten Lichtreferenzelement (46) reflektiert wird, auf den Referenzbereich (50) zu fokussieren.
  2. Ein Scanner gemäß Anspruch 1, bei dem zumindest entweder das erste oder das zweite Lichtreferenzelement (42 und 46) ein Weißlichtreferenzelement umfasst.
  3. Ein Scanner gemäß Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle (24) eine Lampe umfasst.
  4. Ein Scanner gemäß Anspruch 1, bei dem das Objekt (20) in einer Scanrichtung gescannt wird und das erste und das zweite Lichtreferenzelement (42 und 46) in der Scanrichtung versetzt sind.
  5. Ein Scanner gemäß Anspruch 4, bei dem das erste und das zweite Lichtreferenzelement (42 und 46) in einer zu der Scanrichtung senkrechten Richtung versetzt sind.
  6. Ein Scanner gemäß Anspruch 4, bei dem das Scansystem sequentiell lineare Abschnitte des Objekts scannt, die Abtastlinien (44 und 48) definieren, und bei dem die Abtastlinien (44) in dem ersten Scanmodus länger sind als die Abtastlinien (48) in dem zweiten Scanmodus.
  7. Ein Scanner gemäß Anspruch 6, bei dem die Abtastlinien (44 und 48) Längsenden definieren und bei dem das erste Lichtreferenzelement (42) an einem der Längsenden der Abtastlinien (44) angeordnet ist, die in dem ersten Scanmodus gescannt werden, und bei dem das zweite Lichtreferenzelement (46) an einem der Längsenden der Scanlinien (48) angeordnet ist, die in dem zweiten Scanmodus gescannt werden.
  8. Ein Scanner gemäß Anspruch 1, bei dem das Lichtumlenksystem eine erste und eine zweite Linsenanordnung (26 und 28) umfasst, wobei die erste Linsenanordnung (26) zwischen ersten Betriebsbereit- und Nicht-Betriebsbereit-Positionen beweglich ist und die zweite Linsen anordnung (28) zwischen zweiten Betriebsbereit- und Nicht-Betriebsbereit-Positionen beweglich ist.
  9. Ein Scanner gemäß Anspruch 8, bei dem die erste Betriebsbereit-Position in zumindest einer Richtung von der zweiten Betriebsbereit-Position versetzt ist.
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